Ejercicios: Los recursos energéticos y mineros

Clasifica estos recursos energéticos en renovables y no renovables: carbón, energía solar, gas natural, energía eólica, uranio y energía hidráulica.

El esquema muestra una trampa petrolífera en anticlinal, con tres elementos geológicos numerados (1–3) y los fluidos separados por densidad. Nombra los tres elementos (roca madre, roca almacén y roca cubierta), explica por qué el petróleo y el gas quedan atrapados en esa posición y resume cómo se forma el petróleo.

¿Qué es la biomasa como recurso energético y por qué solo se considera renovable si se gestiona de forma sostenible?

¿Qué es un combustible fósil y cuáles son sus tres formas principales? ¿Qué tienen en común su origen y su impacto atmosférico?

¿Qué proceso físico aprovecha una central nuclear y en qué se diferencia de la combustión del carbón en cuanto a emisiones atmosféricas y a residuos generados?

¿Qué diferencia hay entre energía primaria, como el carbón, el uranio o el sol, y energía final, como la electricidad o la gasolina? ¿Por qué hay pérdidas entre ambas?

¿Qué es el poder calorífico de un combustible y por qué la antracita lo tiene mayor que la turba? Relaciónalo con el rango de carbonificación.

¿Qué es una central hidroeléctrica de bombeo y qué función de almacenamiento cumple en un sistema eléctrico con mucha energía solar y eólica?

El carbón procede de antiguos bosques enterrados y transformados. Ordena la serie de rango creciente: hulla, turba, antracita y lignito, y explica cómo varían el contenido en carbono y la humedad a lo largo de la serie.

Una central hidroeléctrica y un parque eólico son instalaciones renovables, pero no inocuas. Compara sus impactos ambientales (territorio, fauna, paisaje) y su capacidad para responder a la demanda eléctrica.

La minería del carbón a cielo abierto deja grandes huecos y escombreras. Describe su impacto sobre el relieve, las aguas y el suelo, y explica qué debe incluir un plan de restauración de la mina.

El petróleo se forma a partir de materia orgánica enterrada. Explica el papel del kerógeno y de la «ventana del petróleo» (intervalo de temperatura de formación), y qué ocurre si el enterramiento supera esas temperaturas.

Compara el gas natural y el petróleo: origen común, estado y composición, transporte (gasoductos y gas licuado frente a oleoductos) y principales usos.

La fracturación hidráulica (fracking) extrae gas de rocas esquisto. Explica en qué consiste la técnica y analiza dos ventajas (nuevos recursos, independencia energética) y dos riesgos (sismicidad inducida, contaminación de aguas).

¿Qué energías aprovechan las centrales mareomotriz y undimotriz y en qué se diferencian? Valora su desarrollo actual frente a la energía solar y la eólica.

¿Qué es el factor de capacidad de una fuente renovable? Explica por qué la intermitencia de la energía solar y de la eólica exige sistemas de respaldo (bombeo, baterías, interconexiones) y cómo se gestionan.

España carece de grandes yacimientos de hidrocarburos, pero posee un alto potencial solar y eólico. Analiza cómo esta dotación geológica condiciona su mix energético y su dependencia del exterior.

La energía geotérmica aprovecha el gradiente geotérmico, de media unos $3\ \text{°C}$ por cada $100\ \text{m}$ de profundidad. Con una temperatura superficial de $15\ \text{°C}$, calcula la temperatura esperada a $3\ \text{km}$ de profundidad y explica por qué en zonas volcánicas el recurso es de alta entalpía.

El almacenamiento geológico de $\text{CO}_2$ consiste en inyectar el gas capturado en acuíferos salinos profundos. Explica qué condiciones debe reunir la formación receptora, qué riesgos de fuga existen y qué papel puede desempeñar esta técnica en la descarbonización.

Se proyecta un gran parque eólico en una comarca de montaña.

1. a) Enumera los criterios técnicos para evaluar su viabilidad (recurso de viento, acceso a la red, distancia a los núcleos de población);
2. b) expón los conflictos con la conservación que puede generar (aves rapaces, paisaje);
3. c) redacta las condiciones que impondrías para compatibilizar energía y territorio.

El ciclo del combustible nuclear va de la mina al residuo.

1. a) Resume sus etapas (minería, enriquecimiento, combustión en el reactor, almacenamiento);
2. b) explica por qué el residuo de alta actividad es el problema geológico clave del ciclo;
3. c) compara los riesgos del ciclo nuclear con los del ciclo del carbón (emisiones, salud, accidentes).

La transición energética exige enormes cantidades de metales.

1. a) Enumera los metales críticos de las baterías, los imanes y la electrificación (litio, cobalto, níquel, cobre, tierras raras);
2. b) analiza la concentración geográfica de su producción y refinado;
3. c) propón políticas para asegurar el suministro sin trasladar el impacto ambiental a otros países.

La tasa de retorno energético (TRE) compara la energía obtenida con la invertida en obtenerla.

1. a) Define la TRE y explica por qué una sociedad necesita fuentes con TRE alta;
2. b) compara cualitativamente la TRE del petróleo convencional histórico, la de los recursos no convencionales y la de las renovables;
3. c) razona qué implica para la transición energética una TRE decreciente del sistema.

El hidrógeno verde se propone como vector de la descarbonización.

1. a) Explica cómo se produce y qué lo diferencia del hidrógeno gris;
2. b) valora sus ventajas y sus límites (rendimiento, transporte, coste);
3. c) describe el papel del almacenamiento subterráneo en cavernas salinas y las condiciones geológicas que exige.